专利名称：一种制动单元的制作方法
技术领域：
一种制动单元
技术领域：
本实用新型涉及变频器制动技术领域，尤其涉及一种具有过流检测功能的变频器制动单元。
背景技术：
制动单元是变频器中不可或缺的装置，因此对制动单元工作过程中的保护措施十 分重要。现有技术专利号为CN200320107860. 2的专利文件，公开了一种带有模块故障检测 电路的制动单元，但是，当IGBT模块短路时，IGBT驱动信号不一定为低电平，例如离心甩干 机，由于它的惯性非常大，减速时间比较长，一旦在制动过程中IGBT模块短路，电机还在高 速旋转，一直在再生电能，变频器的母线电压通过制动电阻和IGBT模块放电并不能降至制 动电压以下，此时制动单元控制电路的驱动信号还是高电平，并没有保护住制动单元。因此有必要提供一种制动单，它不仅能够适用普通制动刹车的场合，还能适用惯 性大的场合，一旦在大惯性的场合下发生过流，也能够保护IGBT模块不受损坏。
发明内容有鉴于此，本实用新型提供了一种即能适用普通制动刹车的场合，也能适用惯性 大的场合的制动单元，能及时地保护制动单元与变频器。本实用新型是通过以下技术方案实现的提供一种制动单元，该制动单元通过外界电阻与变频器连通，该制动单元包括一 个控制板和一个绝缘栅双极晶体管IGBT模块，当该变频器制动时，该控制板上设置的IGBT 驱动电路驱动该IGBT模块运行，该IGBT驱动电路和该IGBT模块之间还设有用于检测该 IGBT模块的Vce电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到该IGBT模块的Vce 电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出。提供一种如上所述的制动单元，该控制板上还设有IGBT驱动波形发生电路，该 IGBT驱动波形发生电路设有一个多谐振荡器，其输出一个周期性的方波，该方波经由所述 光耦隔离放大后由该光耦的out引脚输出至该IGBT模块。本实用新型另一目的是提供一种制动单元，该制动单元包括一个壳体及与该壳体 配合的上盖、多个接线端子、一个IGBT模块、一个控制板、一个散热器，及第一水泥电阻和 第二水泥电阻，该多个接线端子分别为直流电压的正极、直流电压的负极和PR，该多个接线 端子依次设置在该壳体的一端，该散热器设置在该多个接线端子一旁；该IGBT模块设置在 该散热器上靠近该多个线端子的一端，该第一水泥电阻和第二水泥电阻设置在该散热器的 另一端，该IGBT模块与两个水泥电阻之间还设有由导电材料制成的立柱，该控制板两端分 别固定在该立柱和该IGBT模块之上，该IGBT模块和多个接线端子之间通过多根铜条导通。与现有技术相比，由于本实用新型在制动单元的IGBT驱动电路和IGBT模块之间 设有用于检测该IGBT模块的V。E电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到 该IGBT模块的V。E电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出，这样即使大惯性的场合下发生过流，也能够保护IGBT模块不受损坏。同时本实用新型还在IGBT驱动电路前设置了一个IGBT驱动波形发生电路，该IGBT驱动波形发生电路能够产生一个周期性的方波，该 方波经由所述光耦隔离放大后由该光耦的out引脚输出至该IGBT模块，因此能够实现采用 导通关断交替的方式驱动IGBT模块，可以有效的防止IGBT模块一直处于导通状态引起的 温升过快过高的问题，进一步的保护了 IGBT模块。
图1是本实用新型实施例的一种制动单元的制动原理示意图；图2是本实用新型实施例的制动单元的控制板的电路图；图3是本实用新型实施例制动单元的构俯视图；图4是图3的左视图。
具体实施方式以下，结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细描述。本实用新型的一个实施例采用如下的方法保护变频器制动单元的IGBT模块变 频器开始制动时，制动单元控制板上的IGBT驱动电路驱动IGBT模块，在所述IGBT驱动电 路驱动IGBT模块时，该控制板上的过流检测电路对IGBT模块的VCE电压进行检测，若检测 到该IGBT模块的VCE电压超过最大值，该IGBT驱动电路立即封锁输出，从而保护IGBT模 块。其中该过流检测电路通过检测该IGBT驱动电路中的光耦的DEAT引脚和VE引脚之间 的电压来获取IGBT模块的VCE电压。本实施例可以通过过流检测电路实时对IGBT模块的VCE电压进行检测，在大惯性 的场合下发生过流时，及时封锁IBGT驱动模块的输出，能够保护IGBT模块不受损坏。同时 为了防止IGBT模块长时间一直处于导通状态升温过快、过高的问题，可以在本实施例的基 础上增加一个IGBT驱动波形发生电路，该IGBT驱动波形发生电路在制动过程中产生一个 周期性的方波，该方波通过IGBT驱动电路隔离放大，最后驱动IGBT模块，从而使其处于导 通、关断交替状态。参阅图1，为具有过流检测功能的制动单元的电气原理图。该制动单元通过外接制 动电阻与变频器连接。该制动单元包括控制板和IGBT模块。其工作过程是外接制动电阻 接到制动单元的P和ra上，而制动单元的P和N与变频器的P和N接通，直流母线电压由 变频器的P和N提供，一般情况下交流三相380V整流后输出的直流母线电压为560V，当变 频器开始制动时，使直流母线电压上升，并经分压产生+15V电压和+5V电压，当直流母线电 压升到700V时，并且+15V电压是正常的，允许信号DRV变为高电平，此时IGBT驱动波形发 生电路开始工作。其中+15V电压是通过水泥电阻分压，再经过稳压滤波得到的。IGBT驱动 波形发生电路输出方波，波形通过IGBT驱动电路隔离放大，最后驱动IGBT模块。在制动过 程中，IGBT过流检测电路对IGBT模块的VCE电压进行检测，当检测到IGBT模块的VCE电 压超过最大值时，即制动电流超过IGBT模块的最大电流，IGBT驱动电路立即封锁输出，以 保护IGBT模块。请继续参阅图2，为制动单元的控制板的布线图。该控制板上设有IGBT驱动波形 发生电路，IGBT驱动电路和过流检测电路。[0019]该IGBT驱动波形发生电路，包括定时器U1，电阻Rl、R2，电容Cl、C2、C3，电阻R2的一端连接+5V电源，另一端连接定时器Ul的7脚，电阻Rl的一端连接定时器Ul的7脚， 另一端同时连接定时器Ul的6脚和2脚，电容C3的一端连接+5V电源，另一端接N，电容 Cl的一端连接定时器Ul的2脚，另一端接N，电容C2的一端连接定时器Ul的5脚，另一端 接N，定时器Ul的3脚连到光耦U2的1脚。该IGBT驱动电路，包括光耦U2，稳压管Zl (即第一稳压管)、Z2 (即第二稳压管)， 电阻R3、R4(即第四电阻)、R5(即第五电阻)，电容C4、C5、C6、C7 (即第七电容)，电容C4 的一端连光耦U2的1脚，另一端连光耦U2的2脚，光耦U2的2脚接N，电阻R3的一端连光 耦U2的3脚，另一端连光耦U2的5脚，电容C5的一端连光耦U2的5脚，另一端接N，光耦 U2的3脚接+5V电源，光耦U2的5脚接DRV，电容C6的一端接光耦U2的12、13脚，另一端 接N，光耦U2的12、13脚接+15V电源，第五电阻R5的一端接光耦U2的11脚(即out弓丨 脚)，另一端与第七电容C7、第二稳压管Z2、第四电阻R4的一端相连，第七电容C7、第四电 阻R4的另一端与N相连，第二稳压管Z2的另一端与第一稳压管Zl的一端相连，第一稳压 管Zl的另一端与N相连，即该第一稳压管和第二稳压管串联后与第七电容、第四电阻并联 在一起，光耦U2的4脚、8脚、9脚、10脚与N相连。 该过流检测电路，包括电容C8 (即第八电容)，稳压管Z3 (即第三稳压管)，电阻 R6 (即第六电阻)，二极管Dl (即第一二极管)、D2 (即第二二极管)，电容C8 (即第八电容) 连接在光耦U2的14脚和16觉之间(即DEAT引脚和VE引脚之间)，该16引脚与N相连， 第三稳压管Z3的一端连光耦U2的14脚，另一端与第六电阻R6的一端相连，第六电阻R6
的另一端与第一二极管Dl相连，第一二极管Dl的另一端与第二二极管D2的一端相连，第 二二极管D2的另一端接PR。当变频器为非制动状态时DRV为低电平，定时器Ul停止工作，光耦U2停止工作。 当变频器为制动状态时DRV为高电平，定时器Ul开始工作，定时器Ul的3脚输出一个固定 占空比的方波。当DRV为高电平，波形通过光耦U2的1脚、2脚输入，经过光耦U2隔离放大 后从光耦U2的11脚输出，输出接有电阻R5，通过电阻R5接到IGBT的栅极，稳压管Z2、Zl 为限制驱动电压，R4为放电电阻，保证了 IGBT及时关断，光耦U2的14脚与16脚为过流检 测口，I3R相当于IGBT模块的集电极，当光耦U2的14脚与16脚电压超过7V，即I3R与N间 电压超过IGBT模块的VCE最大电压，此时光耦立即封锁输出。请一同参阅图3和图4，分别是本实用新型制动单元的一个实施例的结构俯视图 和左视图。该制动单元具有一个壳体20以及与该壳体配合的上盖10，该壳体2内一端依次设 有多个接线端子第一接线端子1、第二接线端子2和第三接线端子3，其中第一接线端子为 直流电压的正极，第二接线端子2为直流电压的负极，第三接线端子3为PR(相当于IGBT 模块的集电极？)。该壳体20内靠近该多个接线端子设有一个散热器4，该散热器4上靠 近第一、第二和第三接线端子的一端设有IGBT模块5，另一端设有第一水泥电阻6和第二水 泥电阻7，IGBT模块与两个水泥电阻之间还设有由导电材料制成的立柱8 (如铜立柱)，该 制动单元的控制板9的两端分别固定在立柱8和IGBT模块5之上。该IGBT模块的三个引 脚(引脚51、引脚52和引脚53)穿过该控制板9，并分别通过三根铜条(54、55和56)与第 一接线端子1、第二接线端子2和第三接线端子3连接。本实施例中个元件之间采用铜条连接，既能承受大电流又让整个装置美观。本实用新型实施例在制动单元的IGBT驱动电路和IGBT模块之间设有用于检测该 IGBT模块的Vce电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到该IGBT模块的Vce 电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出，这样即使大惯性的场合下发生过流，也能 够保护IGBT模块不受损坏。同时本实用新型实施例还在IGBT驱动电路前设置了一个IGBT 驱动波形发生电路，该IGBT驱动波形发生电路能够产生一个周期性的方波，该方波经由所 述光耦隔离放大后由该光耦的out引脚输出至该IGBT模块，因此能够实现采用导通关断交 替的方式驱动IGBT模块，可以进一步的防止IGBT模块一直处于导通状态引起的温升过快 过高的问题。以上对本实用新型实施例所提供的一种制动单元及其IGBT模块保护方法进行了 详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技 术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所 述，本说明书内容不应理解为对 本实用新型的限制。
权利要求一种制动单元，该制动单元通过一个外界电阻与变频器连通，该制动单元包括一个控制板和一个绝缘栅双极晶体管IGBT模块，当该变频器制动时，该控制板上设置的IGBT驱动电路驱动该IGBT模块运行，其特征在于该IGBT驱动电路和该IGBT模块之间还设有用于检测该IGBT模块的VCE电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到该IGBT模块的VCE电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出。
2.如权利要求1所述的制动单元，其特征在于该IGBT驱动电路包括一个光耦，该过 流检测电路包括依次连接的第三稳压管、第六电阻、第一二极管和第二二极管，该第三稳压 管一端与该第六电阻连接，另一端与该光耦的DEAT引脚相连，该第二二极管一端与第一二 极管相连，另一端与该IGBT模块的集电极相连，该过流检测电路还包括一个第八电容，该 第八电容连接在该光耦的DEAT引脚和VE引脚之间，该VE引脚同时与N线连通，所述IGBT 模块的Vce电压即为该DEAT引脚和该VE引脚之间的电压。
3.如权利要求2所述的制动单元，其特征在于该控制板上还设有IGBT驱动波形发生 电路，该IGBT驱动波形发生电路设有一个多谐振荡器，其输出一个周期性的方波，该方波 经由所述光耦隔离放大后由该光耦的out引脚输出至该IGBT模块。
4.如权利要求3所述的制动单元，其特征在于该out引脚连接有第五电阻，通过该第 五电阻连接到该IGBT模块的栅极，该out引脚还设有用于放电的第四电阻和用于限制驱动 电压的第一稳压管、第二稳压管，以及第七电容，其中该第一稳压管和第二稳压管串联后与 第七电容、第四电阻并联在一起，然后与N线相连。
5.如权利要求3所述的制动单元，其特征在于所述IGBT驱动波形发生电路输出的周 期性的方波为固定占空比方波。
6.一种制动单元，该制动单元包括一个壳体及与该壳体配合的上盖、多个接线端子、一 个IGBT模块、一个控制板、一个散热器，及第一水泥电阻和第二水泥电阻，该多个接线端子 分别为直流电压的正极、直流电压的负极和PR，其特征在于，该多个接线端子依次设置在该 壳体的一端，该散热器设置在该多个接线端子一旁；该IGBT模块设置在该散热器上靠近该 多个线端子的一端，该第一水泥电阻和第二水泥电阻设置在该散热器的另一端，该IGBT模 块与两个水泥电阻之间还设有由导电材料制成的立柱，该控制板两端分别固定在该立柱和 该IGBT模块之上，该IGBT模块和多个接线端子之间通过多根铜条导通。
专利摘要本实用新型提供了一种制动单元。该制动单元的IGBT驱动电路和IGBT模块之间设有用于检测该IGBT模块的VCE电压进行检测的过流检测电路，当该过流检测电路检测到该IGBT模块的VCE电压超过最大值时该IGBT驱动电路即封锁输出，这样即使大惯性的场合下发生过流，也能够保护IGBT模块不受损坏。
文档编号H02P3/22GK201571006SQ20092020005
公开日2010年9月1日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者肖海乐 申请人:肖海乐